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技術 電力供給システム

出願人 大和ハウス工業株式会社
発明者 脇濱直樹濱崎孝一原田真宏
出願日 2016年5月31日 (4年6ヶ月経過) 出願番号 2016-108163
公開日 2017年12月7日 (3年0ヶ月経過) 公開番号 2017-216793
状態 特許登録済
技術分野 特定用途計算機 交流の給配電
主要キーワード 切替盤 防災拠点 一般回路 パワコン 供給態様 契約容量 電気使用量 小売事業者
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (17)

課題

電気及びガスを扱う事業者需要家とが契約を結ぶことにより、発電装置により発電された電力や、前記発電により生じた熱(排熱)を有効活用することができる電力供給システムを提供する。

解決手段

ガス及び電気を扱う事業者Pからガス及び電気の供給を受け、且つ、住宅Hを含んで構成される住宅街区Tと、住宅街区Tに設置され、事業者Pから供給されたガスをエネルギー源とし、発電動作により熱が発生する燃料電池14と、燃料電池14による発電電力を住宅街区Tから享受可能な学校Sと、燃料電池14から発生した熱を、住宅街区Tにおける住宅Hに供給する貯湯ユニット14aと、を具備する。

概要

背景

従来、電力供給システムの技術は公知となっている。例えば、特許文献1に記載の如くである。

特許文献1に記載の技術には、電気を扱う事業者需要家契約を結ぶことにより、需要家の設備発電された電力を他の施設へと売却することができる電力供給システムが記載されている。

概要

電気及びガスを扱う事業者と需要家とが契約を結ぶことにより、発電装置により発電された電力や、前記発電により生じた熱(排熱)を有効活用することができる電力供給システムを提供する。ガス及び電気を扱う事業者Pからガス及び電気の供給を受け、且つ、住宅Hを含んで構成される住宅街区Tと、住宅街区Tに設置され、事業者Pから供給されたガスをエネルギー源とし、発電動作により熱が発生する燃料電池14と、燃料電池14による発電電力を住宅街区Tから享受可能な学校Sと、燃料電池14から発生した熱を、住宅街区Tにおける住宅Hに供給する貯湯ユニット14aと、を具備する。

目的

したがって、電気及びガスを扱う事業者と需要家とが契約を結ぶことにより、発電装置により発電された電力や、前記発電により生じた熱(排熱)の有効活用が望まれている

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ガス及び電気を扱う事業者からガス及び電気の供給を受け、且つ、少なくとも一の需要家を含んで構成される第一の需要家集合体と、前記第一の需要家集合体に設置され、前記事業者から供給されたガスをエネルギー源とし、発電動作により熱が発生する第一の発電装置と、前記第一の発電装置による発電電力を前記第一の需要家集合体から享受可能な第二の需要家と、前記第一の発電装置から発生した熱を、前記第一の需要家集合体における前記少なくとも一の需要家に供給する供給手段と、を具備することを特徴とする電力供給システム

請求項2

前記第一の需要家集合体には、共用部が設けられ、停電時には、前記発電電力が前記共用部に供給される、請求項1に記載の電力供給システム。

請求項3

前記共用部には、供給された前記発電電力を蓄電する蓄電装置が設置される、請求項1又は請求項2に記載の電力供給システム。

請求項4

前記第一の需要家集合体には、前記第一の発電装置とは別のエネルギー源を用いて発電動作を行う第二の発電装置が設置される、請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の電力供給システム。

請求項5

前記第二の発電装置による前記発電電力を前記事業者が前記第一の需要家集合体から買い取る買取価格は、前記事業者から前記第二の需要家への売電価格よりも安く設定される、請求項4までのいずれか一項に記載の電力供給システム。

請求項6

前記第一の需要家集合体には、前記発電電力を蓄電する第二の蓄電装置が設置される、請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の電力供給システム。

技術分野

0001

本発明は、電力供給システムの技術に関する。

背景技術

0002

従来、電力供給システムの技術は公知となっている。例えば、特許文献1に記載の如くである。

0003

特許文献1に記載の技術には、電気を扱う事業者需要家契約を結ぶことにより、需要家の設備発電された電力を他の施設へと売却することができる電力供給システムが記載されている。

先行技術

0004

特開2010−220428号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ここで、将来的な電気及びガス小売自由化の実施化においては、需要家が電気だけでなく、ガスを扱う事業者と契約を結ぶことが想定される。したがって、電気及びガスを扱う事業者と需要家とが契約を結ぶことにより、発電装置により発電された電力や、前記発電により生じた熱(排熱)の有効活用が望まれている。

0006

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、電気及びガスを扱う事業者と需要家とが契約を結ぶことにより、発電装置により発電された電力や、前記発電により生じた熱(排熱)を有効活用することができる電力供給システムを提供することである。

課題を解決するための手段

0007

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

0008

即ち、電力供給システムは、ガス及び電気を扱う事業者からガス及び電気の供給を受け、且つ、少なくとも一の需要家を含んで構成される第一の需要家集合体と、前記第一の需要家集合体に設置され、前記事業者から供給されたガスをエネルギー源とし、発電動作により熱が発生する第一の発電装置と、前記第一の発電装置による発電電力を前記第一の需要家集合体から享受可能な第二の需要家と、前記第一の発電装置から発生した熱を、前記第一の需要家集合体における前記少なくとも一の需要家に供給する供給手段と、を具備するものである。

0009

また電力供給システムにおいて、前記第一の需要家集合体には、共用部が設けられ、
停電時には、前記発電電力が前記共用部に供給してもよい。
このような構成により、停電時に共用部を活用することができる。

0010

また電力供給システムにおいて、前記共用部には、供給された前記発電電力を蓄電する蓄電装置が設置されてもよい。
このような構成により、停電時に共用部をより効果的に活用することができる。

0011

また電力供給システムにおいて、前記第一の需要家集合体には、前記第一の発電装置とは別のエネルギー源を用いて発電動作を行う第二の発電装置が設置されてもよい。
このような構成により、異なるエネルギー源を用いて発電が行われるため、発電電力を確保し易くすることができる。

0012

また電力供給システムにおいて、前記第二の発電装置による前記発電電力を前記事業者が前記第一の需要家集合体から買い取る買取価格は、前記事業者から前記第二の需要家への売電価格よりも安く設定されてもよい。
このような構成により、事業者が利益を得易くすることができる。

0013

また電力供給システムにおいて、前記第一の需要家集合体には、前記発電電力を蓄電する第二の蓄電装置が設置されるもよい。
このような構成により、発電電力を有効活用し易くすることができる。

発明の効果

0014

電気及びガスを扱う事業者と需要家とが契約を結ぶことにより、発電装置により発電された電力や、前記発電により生じた熱(排熱)を有効活用することができる。

図面の簡単な説明

0015

第一実施形態に係る電力供給システムの概要を示した模式図。
同じく、住宅街区から学校へと電力を供給する様子を示した模式図。
同じく、平日における住宅街区及び学校の時間帯ごと電気使用量と、平日における住宅街区及び学校の給湯使用量と、をそれぞれ表した図。
同じく、停電時の住宅街区において住宅から共用部へと電力を供給する様子を示した模式図。
同じく、(a)電気的な構成のうち、学校の構成を示したブロック図。(b)学校における電力供給システムの電力の供給態様を示したブロック図。
同じく、電気的な構成のうち、住宅街区の住宅の構成を示したブロック図。
同じく、(a)住宅街区の住宅において系統電源から買電された電力の供給態様を示したブロック図。(b)住宅街区の住宅において燃料電池による発電電力の供給態様を示したブロック図。
同じく、住宅街区の住宅において系統電源へと逆潮流される余剰電力の供給態様を示したブロック図。
同じく、電気的な構成のうち、住宅街区の共用部の構成を示したブロック図。
同じく、(a)住宅街区の共用部において系統電源から買電された電力の供給態様を示したブロック図。(b)住宅街区の共用部において第一共用蓄電装置から放電された電力の供給態様を示したブロック図。
同じく、(a)住宅街区の共用部において停電が発生した時の電力の供給態様を示したブロック図。(b)住宅街区の共用部において停電時に第一共用蓄電装置が自立運転を開始した状態の電力の供給態様を示したブロック図。
同じく、(a)住宅街区の共用部において停電時に第二共用蓄電装置が擬似連運転を開始した状態の電力の供給態様を示したブロック図。(b)住宅街区の共用部において停電時に住宅から逆潮流された状態の電力の供給態様を示したブロック図。
第二実施形態に係る電力供給システムの概要を示した模式図。
同じく、電気的な構成のうち、住宅街区の住宅の構成を示したブロック図。
第三実施形態に係る電力供給システムの概要を示した模式図。
同じく、電気的な構成のうち、住宅街区の住宅の構成を示したブロック図。

実施例

0016

まず、図1から図4を用いて、第一実施形態に係る電力供給システム1の概要について説明する。

0017

図1に示す電力供給システム1は、複数の戸建住宅(住宅H)及び共用部Cからなる住宅街区T(住宅地)と、公共施設(本実施形態においては、「学校S」とする)と、を有する所定の地区に適用される。電力供給システム1は、電力及びガスの小売自由化の実施下において、住宅街区Tと学校Sとの間で電力を融通しつつ、後述する燃料電池14の排熱を有効活用することを目的とするものである。

0018

図1に示すように、住宅街区Tには、複数(本実施形態においては、6戸)の住宅H(住宅1H、住宅2H、・・、住宅6H)が設けられる。各住宅Hには、ガスを燃料(エネルギー源)として発電を行う燃料電池14が設置される。なお、燃料電池14は、発電と同時に当該発電による排熱を利用して湯を沸かすことができる。

0019

また、住宅街区Tには、複数の住宅Hの共用部Cが設けられる。共用部Cには、電力を充放電可能な蓄電装置(より詳細には、第一共用蓄電装置23及び第二共用蓄電装置26)が設けられる。共用部Cは、切替盤27(より詳細には、第一切替盤27a及び第二切替盤27b)により、系統電源100の送電線とは別の送電線となる(住宅街区T内だけで用いられる)送電線100aを介して各住宅Hと接続されている。

0020

住宅街区T及び学校Sは、同一の系統電源100に接続される。また、住宅街区T及び学校Sは、電気及びガスの小売を行うことが可能な小売事業者(事業者P)と、それぞれ電気及びガスに関する契約を結んでいる。事業者Pは、前記契約に基づいて、燃料電池14を各住宅Hに例えば無償で提供(設置)している。このように、各住宅Hは、事業者Pが所有する燃料電池14が設置され、当該事業者Pの発電場所となっている。

0021

こうして、各住宅Hにおいては、事業者Pから供給されたガスを燃料として燃料電池14の発電が行われる。各住宅Hにおいて発電された電力(発電電力)は、当該各住宅Hで使用される。すなわち、各住宅Hは、電力会社(系統電源100)から電力を買電することなく、前記発電電力(すなわち、事業者Pから買電した電力)により当該各住宅Hの電力需要を賄うことができる。なお、各住宅Hは、前記発電電力だけで電力需要を賄うことができなければ、不足する電力(不足電力)を系統電源100から買電する。

0022

また、各住宅Hは、燃料電池14の発電と同時に沸かされた湯を、無償又は有償で(事業者Pから購入することなく、又は事業者Pから購入して)使用することができる。

0023

また、図2に示すように、学校Sへと各住宅Hの発電電力を供給することができる。具体的には、各住宅Hにおいて燃料電池14による発電電力量が例えば最大とされると、当該各住宅Hの電力需要に対して余剰した電力(余剰電力)が生じる。こうして、各住宅Hにおいて生じた余剰電力は、系統電源100へと逆潮流され、学校Sの電力需要に応じて当該学校Sへと供給することができる。すなわち、学校Sは、電力会社(系統電源100)から電力を買電することなく、前記発電電力(すなわち、事業者Pから買電した電力)により当該学校Sの電力需要を賄うことができる。なお、学校Sは、前記発電電力だけで電力需要を賄うことができなければ、不足する電力(不足電力)を系統電源100から買電する。

0024

ここで、図3は、平日における住宅街区T及び学校Sの時間帯ごとの電気使用量と、平日における住宅街区T及び学校Sの給湯使用量と、をそれぞれ表したものである。

0025

図3に示すように、住宅街区T及び学校Sは、平日における時間帯ごとの電気使用量に関して互いに異なる特徴を有する。

0026

具体的には、住宅街区Tの昼間(例えば、11時〜18時)の電気使用量はその他の時間帯よりも小さいのに対して、学校Sの昼間の電気使用量はその他の時間帯よりも大きい。また、住宅街区Tの夜間(例えば、18時〜24時)の電気使用量はその他の時間帯よりも大きいのに対して、学校Sの夜間の電気使用量はその他の時間帯よりも小さい。このように、平日における昼間及び夜間の電気使用量は、その大小関係が住宅街区Tと学校Sとでは互いに逆転した関係となっている。すなわち、住宅街区Tと学校Sとでは、平日の昼間及び夜間において電気使用量のピークが互いにずれている。

0027

また、図3に示すように、住宅街区T及び学校Sは、給湯使用量に関して互いに異なる特徴を有する。

0028

具体的には、住宅街区T及び学校Sの互いの給湯使用量を比較すると、住宅街区Tの給湯使用量は多いのに対して、学校Sの給湯使用量は少ない。このように、学校Sは住宅街区Tに比較して給湯使用量が少ない傾向にある。

0029

このような住宅街区T及び学校Sの関係において、各住宅Hに設置された燃料電池14による発電電力を、昼間の時間帯において当該各住宅Hで使用すると共に余剰電力を学校Sへと供給し、夜間の時間帯において当該各住宅Hで使用すれば(すなわち、各住宅Hと学校Sとで適宜融通すれば)、時間帯ごとの系統電源100からの買電量を平準化ピークシフト)することができる。

0030

また、燃料電池14の発電と同時に沸かされた湯は、当該発電が行われた各住宅Hで使用することができるため、当該発電による排熱を有効に活用することができる。

0031

また、図4に示すように、住宅街区Tにおいては、停電が発生した場合、各住宅Hから共用部Cに燃料電池14による発電電力を供給することができる。具体的には、各住宅Hにおいて燃料電池14による発電電力量が例えば最大とされると、当該各住宅Hの電力需要に対して余剰した電力(余剰電力)が生じる。こうして、各住宅Hにおいて生じた余剰電力は、系統電源100へと逆潮流されるため、送電線100aを介して共用部Cの電力需要に応じて当該共用部Cへと供給することができる。これにより、停電が発生した場合に、共用部Cを住宅街区Tにおいて防災拠点(複数の住宅Hの避難場所等)とすることが可能となる。なお、この場合でも、必要に応じて、各住宅Hから学校Sに燃料電池14による発電電力を供給することもできる。

0032

以下では、図5から図12を用いて、電力供給システム1の電気的な構成について説明する。

0033

まず、図5(a)を用いて、電力供給システム1の電気的な構成のうち、学校Sの構成について説明する。

0034

学校Sは、電力供給システム1の電気的な構成として、学校一般回路31を具備する。

0035

なお、以下の説明では、系統電源100と学校Sの学校一般回路31とを接続する配電線を基準として、各部の位置関係を説明する。当該配電線の一端は、電力会社の系統電源100と接続される。図面において、前記配電線は、系統電源100側から紙面右方へと直線状に延びる線で示している。以下の説明では、便宜上、前記配電線が延びる方向(紙面左右方向)において、左側(系統電源100に近い側)を上流側、右側を下流側とそれぞれ称する。

0036

学校一般回路31は、学校Sに設けられる適宜の電気製品等(電力負荷)へと電力を供給するものである。学校一般回路31は、上述の如く、前記配電線の最も下流側に接続される。

0037

次に、図5(b)を用いて、学校Sにおける電力供給システム1の電力の供給態様について説明する。

0038

図5(b)に示すように、学校一般回路31に必要な電力が生じると(電力需要が生じると)、系統電源100から買電された電力が配電線を介して当該学校一般回路31に供給される。なお、非停電時における学校一般回路31には、昼間の時間帯において住宅街区Tから逆潮流された電力が供給される(図2参照)。

0039

次に、図6から図8を用いて、電力供給システム1の電気的な構成のうち、住宅街区Tの住宅Hの構成について説明する。

0040

なお、本実施形態において、6戸の住宅Hの構成はそれぞれ略同一に形成される。したがって、以下の図面においては、6戸の住宅Hのうち、住宅1Hの構成について説明し、他の住宅Hの構成についての説明は省略する。

0041

住宅街区Tの住宅1Hは、電力供給システム1の電気的な構成として、住宅用一般回路11、第一センサ12、発電ユニット13(燃料電池14)及び制御装置40を具備する。

0042

なお、以下の説明では、系統電源100と住宅1Hの住宅用一般回路11とを接続する配電線L1を基準として、各部の位置関係を説明する。配電線L1の一端は、電力会社の系統電源100と接続される。図面において、配電線L1は、系統電源100側から紙面右方へと直線状に延びる線で示している。以下の説明では、便宜上、配電線L1が延びる方向(紙面左右方向)において、左側(系統電源100に近い側)を上流側、右側を下流側とそれぞれ称する。

0043

住宅用一般回路11は、住宅1Hに設けられる適宜の電気製品等(電力負荷)へと電力を供給するものである。住宅用一般回路11は、上述の如く、配電線L1の最も下流側に接続される。

0044

第一センサ12は、配電線L1の中途部に配置される。第一センサ12は、配置された箇所を流通する電力を検出する。第一センサ12は、検出結果に関する信号を出力可能に構成される。

0045

発電ユニット13は、発電可能な発電部を具備するユニットである。具体的には、発電ユニット13は、前記発電部として燃料電池14を具備する。

0046

燃料電池14は、燃料(本実施形態においては、都市ガス)を使用して発電する固体酸化物形燃料電池SOFC: Solid Oxide Fuel Cell)である。燃料電池14には、図示せぬ制御部や、貯湯ユニット14a等が設けられる。燃料電池14が発電すると、当該発電に伴って二酸化炭素や熱が発生する。燃料電池14は、このように発電時に発生する熱(排熱)を利用して貯湯ユニット14a内で湯を沸かし、当該沸かした湯を貯めることができる。

0047

このような発電ユニット13は、第一センサ12と電気的に接続される。発電ユニット13は、第一センサ12から出力された信号を受信し、当該受信した信号に基づいて当該第一センサ12の検出結果を取得可能に構成される。発電ユニット13において、燃料電池14は、第一センサ12の検出結果に応じて発電する電力量を調整する負荷追従機能を有する。

0048

制御装置40は、住宅1H内の情報を管理すると共に、当該住宅1Hにおける電力の供給態様(例えば、燃料電池14の発電等)等を制御するものである。なお、制御装置40は、住宅1H内だけでなく、電力供給システム1内の全体の情報を管理すると共に、当該電力供給システム1における電力の供給態様(例えば、燃料電池14の発電等)の全体を制御するものである。制御装置40は、RAMやROM等の記憶部や、CPU等の演算処理部等により構成される。制御装置40の記憶部には、電力供給システム1における電力の供給態様に関する情報が予め記憶されている。

0049

制御装置40は、発電ユニット13(燃料電池14)と電気的に接続される。制御装置40は、燃料電池14の動作状態に関する情報を取得することができる。また、制御装置40は、燃料電池14の動作を制御することができる。また、制御装置40は、燃料電池14のうち貯湯ユニット14aの動作を制御し、当該貯湯ユニット14a内で貯められた湯を所定の機器(例えば、給湯器)等へと供給することができる。このように、燃料電池14による発電で生じた排熱を有効活用することができる。

0050

次に、図7及び図8を用いて、住宅街区Tの住宅1Hにおける電力供給システム1の電力の供給態様について説明する。

0051

なお、本実施形態において、以下の説明における電力の流通方向の変更は、制御装置40により制御される。しかしながら、図示せぬホームサーバ等の制御部により制御される構成とすることや、図示せぬスイッチ部やパワーコンディショナが有する制御部によりそれぞれ制御される構成とすることが可能であり、本発明はこれを限定するものではない。

0052

図7(a)に示すように、住宅用一般回路11に必要な電力が生じると(電力需要が生じると)、系統電源100から買電された電力が配電線L1を介して当該住宅用一般回路11に供給される。この場合、燃料電池14は、第一センサ12の検出結果に基づいて負荷追従運転を行って、所定量の電力を発電する。こうして、図7(b)に示すように、発電された電力は、住宅用一般回路11に供給され、電力需要が賄われた場合には、系統電源100からの電力の供給が停止される。

0053

これに対して、図8に示すように、燃料電池14による発電電力のうち、各住宅Hにおいて生じた余剰電力は、系統電源100へと逆潮流される。こうして、逆潮流された電力は、学校Sの電力需要に応じて当該学校Sへと供給することができる(図2及び図5(b)参照)。また、逆潮流された電力は、共用部Cの電力需要に応じて当該共用部Cへと供給することができる(図4参照)。

0054

次に、図9を用いて、電力供給システム1の電気的な構成のうち、住宅街区Tの共用部Cの構成について説明する。

0055

住宅街区Tの共用部Cは、電力供給システム1の電気的な構成として、共用部用一般回路21、第二センサ22、第一共用蓄電装置23、トランス24、第三センサ25、第二共用蓄電装置26、切替盤27及び前記制御装置40を具備する。

0056

なお、以下の説明では、系統電源100と共用部Cの共用部用一般回路21とを接続する配電線L2を基準として、各部の位置関係を説明する。配電線L2の一端は、電力会社の系統電源100と接続される。図面において、配電線L2は、系統電源100側から紙面右方へと直線状に延びる線で示している。以下の説明では、便宜上、配電線L2が延びる方向(紙面左右方向)において、左側(系統電源100に近い側)を上流側、右側を下流側とそれぞれ称する。

0057

共用部用一般回路21は、共用部Cに設けられる適宜の電気製品等(電力負荷)へと電力を供給するものである。共用部用一般回路21は、上述の如く、配電線L2の最も下流側に接続される。

0058

第二センサ22は、配電線L2の中途部に配置される。第二センサ22は、配置された箇所を流通する電力を検出する。第二センサ22は、検出結果に関する信号を出力可能に構成される。第二センサ22は、後述する第三センサ25よりも上流側に配置される。

0059

第一共用蓄電装置23は、電力を充放電可能な装置である。第一共用蓄電装置23は、電力を充放電可能なリチウムイオン電池ニッケル水素電池、前記電池の動作を制御するパワコン等により構成される。第一共用蓄電装置23は、所定の時間帯(例えば比較的安価な深夜電力が供給される時間帯)に系統電源100からの電力を充電する。

0060

また、第一共用蓄電装置23は、配電線L3及び配電線L4を介して、配電線L2の中途部(第一共用連結点51及び第二共用連結点52)に接続される。第一共用連結点51及び第二共用連結点52は、配電線L1の第二センサ22と第三センサ25との間に配置される。第一共用連結点51は、第二共用連結点52よりも上流側に配置される。なお、配電線L3は、連系運転時に使用される。一方、配電線L4は、自立運転時に使用される。

0061

また、第一共用蓄電装置23は、第二センサ22と電気的に接続される。第一共用蓄電装置23は、第二センサ22から出力された信号を受信し、当該受信した信号に基づいて当該第二センサ22の検出結果を取得可能に構成される。第一共用蓄電装置23は、第二センサ22の検出結果に応じて出力する電力量を調整する負荷追従機能を有する。

0062

また、第一共用蓄電装置23は、連系運転及び自立運転を行うことができる。

0063

第一共用蓄電装置23の連系運転とは、非停電時に系統電源100と連系して運転を行うものである。こうして、第一共用蓄電装置23は、非停電時に系統電源100と連系した状態で、放電(出力)したり、系統電源100からの電力を充電したりすることができる。

0064

第一共用蓄電装置23の自立運転とは、停電時に系統電源100から独立して運転を行うものである。こうして、第一共用蓄電装置23は、停電時に系統電源100から独立した状態で、放電(出力)することができる。

0065

トランス24は、電力を昇圧するものである。トランス24は、配電線L4の中途部に設けられる。トランス24は、停電時に第一共用蓄電装置23の自立運転によって出力された電力を例えば100Vから200Vに昇圧し、共用部用一般回路21へと供給することができる。

0066

第三センサ25は、配電線L2の中途部に配置される。第三センサ25は、配置された箇所を流通する電力を検出する。第三センサ25は、検出結果に関する信号を出力可能に構成される。第三センサ25は、第二センサ22よりも下流側に配置される。

0067

第二共用蓄電装置26は、電力を充放電可能な装置である。第二共用蓄電装置26は、電力を充放電可能なリチウムイオン電池やニッケル水素電池、前記電池の動作を制御するパワコン等により構成される。第二共用蓄電装置26は、所定の時間帯(例えば比較的安価な深夜電力が供給される時間帯)に系統電源100からの電力を充電する。

0068

また、第二共用蓄電装置26は、配電線L5を介して、配電線L2の中途部(第三共用連結点53)に接続される。第三共用連結点53は、配電線L1の第三センサ25と共用部用一般回路21との間に配置される。また、第二共用蓄電装置26は、配電線L6を介して、共用部用一般回路21に接続される。なお、配電線L5は、連系運転時及び擬似連系運転時に使用される。一方、配電線L4は、自立運転時に使用される。

0069

また、第二共用蓄電装置26は、第三センサ25と電気的に接続される。第二共用蓄電装置26は、第三センサ25から出力された信号を受信し、当該受信した信号に基づいて当該第三センサ25の検出結果を取得可能に構成される。第二共用蓄電装置26は、第三センサ25の検出結果に応じて出力する電力量を調整する負荷追従機能を有する。

0070

また、第二共用蓄電装置26は、連系運転、自立運転及び擬似連系運転を行うことができる。

0071

第二共用蓄電装置26の連系運転とは、非停電時に系統電源100と連系して運転を行うものである。こうして、第二共用蓄電装置26は、非停電時に系統電源100と連系した状態で、放電(出力)したり、系統電源100からの電力を充電したりすることができる。

0072

第二共用蓄電装置26の自立運転とは、停電時に系統電源100から独立して運転を行うものである。こうして、第二共用蓄電装置26は、停電時に系統電源100から独立した状態で、放電(出力)することができる。

0073

第二共用蓄電装置26の擬似連系運転とは、停電時であっても、系統電源100と連系していると見做し、連系運転に相当する運転を行うものである。具体的には、第二共用蓄電装置26は、停電時に第一共用蓄電装置23の自立運転によって出力された(トランス24により昇圧された)電力を、系統電源100から供給された電力として見做す。こうして、第二共用蓄電装置26は、非停電時であっても第三センサ25の検出結果に応じて、負荷追従機能により所定の電力需要に応じた電力を配電線L5を介して放電(出力)したり、配電線L2を介して供給されてきた電力を充電したりすることができる。

0074

切替盤27は、電力の流通経路を適宜切り替えるものである。切替盤27は、第一切替盤27a及び第二切替盤27bを具備する。第一切替盤27a及び第二切替盤27bは、送電線100aの両端部にそれぞれ配置される。

0075

第一切替盤27aは、送電線100aの一端部(上流側端部)と系統電源100の送電線の中途部との接続部に配置される。第一切替盤27aは、停電時において各住宅Hから系統電源100へと逆潮流した電力が送電線100aへと流通するように、電力の流通経路を切り替えることができる。

0076

第二切替盤27bは、送電線100aの他端部(下流側端部)と配電線L2の中途部(より詳細には、第二共用連結点52と第三センサ25との間)との接続部に配置される。第二切替盤27bは、停電時において配電線L2の前記接続部よりも下流側を送電線100aと接続する。こうして、第二切替盤27bは、停電時において送電線100aからの電力が共用部用一般回路21へと流通するように、電力の流通経路を切り替えることができる。

0077

制御装置40は、住宅1Hの構成で説明したものと同一である。制御装置40は、共用部C内の情報を管理すると共に、当該共用部Cにおける電力の供給態様(例えば、第二共用蓄電装置26及び第二共用蓄電装置26の充放電等)等を制御するものである。

0078

制御装置40は、第一共用蓄電装置23及び第二共用蓄電装置26と電気的に接続される。制御装置40は、第一共用蓄電装置23及び第二共用蓄電装置26の状態に関する情報を取得することができる。また、制御装置40は、第一共用蓄電装置23及び第二共用蓄電装置26の動作を制御することができる。

0079

制御装置40は、切替盤27(第一切替盤27a及び第二切替盤27b)と電気的に接続される(不図示)。制御装置40は、第一切替盤27a及び第二切替盤27bの動作を制御することができる。具体的には、制御装置40は、停電時において各住宅Hから系統電源100へと逆潮流した電力が、送電線100aを介して共用部用一般回路21へと流通するように、第一切替盤27a及び第二切替盤27bの動作を制御することができる。

0080

次に、図10から図12を用いて、住宅街区Tの共用部Cにおける電力供給システム1の電力の供給態様について説明する。

0081

図10(a)に示すように、共用部用一般回路21に必要な電力が生じると(電力需要が生じると)、系統電源100から買電された電力が配電線L2を介して当該共用部用一般回路21に供給される。この場合、図10(b)に示すように、第二共用蓄電装置26は、第三センサ25の検出結果に基づいて負荷追従運転を行って、電力需要を賄うための所定量の電力を放電する。

0082

これに対して、停電が発生した場合、図11(a)に示すように、系統電源100からの電力の供給が停止される。この場合、第二共用蓄電装置26は、第三センサ25の検出結果に応じて停電を検知し、連系運転による放電(出力)を停止させる。また、第二共用蓄電装置26と同様に、第一共用蓄電装置23は、第二センサ22の検出結果に応じて停電を検知する。

0083

第一共用蓄電装置23は、停電を検知すると、図11(b)に示すように、自立運転を開始する。すなわち、第一共用蓄電装置23の自立運転によって出力された(トランス24により昇圧された)電力が、配電線L2を介して共用部用一般回路21へと供給される。こうして、第一共用蓄電装置23の自立運転によって出力された電力が配電線L2を流通すると、図12(a)に示すように、第三センサ25の検出結果に応じて第二共用蓄電装置26が擬似連系運転を開始する。

0084

また、図12(b)に示すように、例えば制御装置40の制御により、第二共用蓄電装置26が擬似連系運転を行っている場合に、当該第二共用蓄電装置26に各住宅Hから供給された電力を充電させることができる。なお、この場合、各住宅Hから供給された電力とは、系統電源100へと逆潮流された各住宅Hにおいて生じた余剰電力となる。すなわち、共用部Cにおいては、停電時に各住宅Hから供給された電力を使用することができるため、当該共用部Cを住宅街区Tにおいて防災拠点(複数の住宅Hの避難場所等)とすることが可能となる。

0085

以上の如く、第一実施形態に係る電力供給システム1は、
ガス及び電気を扱う事業者Pからガス及び電気の供給を受け、且つ、住宅H(少なくとも一の需要家)を含んで構成される住宅街区T(第一の需要家集合体)と、
前記住宅街区T(第一の需要家集合体)に設置され、前記事業者Pから供給されたガスをエネルギー源とし、発電動作により熱が発生する燃料電池14(第一の発電装置)と、
前記燃料電池14(第一の発電装置)による発電電力を前記住宅街区T(第一の需要家集合体)から享受可能な学校S(第二の需要家)と、
前記燃料電池14(第一の発電装置)から発生した熱を、前記住宅街区T(第一の需要家集合体)における前記住宅H(少なくとも一の需要家)に供給する貯湯ユニット14a(供給手段)と、
を具備するものである。

0086

このような構成により、電気及びガスを扱う事業者Pと需要家とが契約を結ぶことにより、燃料電池14により発電された電力や、前記発電により生じた熱(排熱)を有効活用することができる。

0087

また、第一実施形態に係る電力供給システム1においては、
前記住宅街区T(第一の需要家集合体)には、共用部Cが設けられ、
停電時には、前記発電電力が前記共用部Cに供給されるものである。
このような構成により、停電時に共用部Cを活用することができる。

0088

また、第一実施形態に係る電力供給システム1においては、
前記共用部Cには、供給された前記発電電力を蓄電する第一共用蓄電装置23及び第二共用蓄電装置26が設置されるものである。
このような構成により、停電時に共用部Cをより効果的に活用することができる。

0089

以下では、図13及び図14を用いて、第二実施形態に係る電力供給システム200について説明する。

0090

第二実施形態に係る電力供給システム200において、第一実施形態に係る電力供給システム1と異なる点は、住宅街区Tの各住宅Hの発電ユニット213において、燃料電池14だけでなく、太陽光発電装置60を具備する点である。

0091

太陽光発電装置60は、太陽光(ガスとは別のエネルギー源)を利用して発電する装置である。太陽光発電装置60は、太陽電池パネル等を具備する。太陽光発電装置60の前記太陽電池パネルは、各住宅Hの屋根に設置される。

0092

このような構成により、発電ユニット213は、燃料電池14だけでなく、太陽光発電装置60による発電電力を出力することができる。

0093

なお、第二実施形態に係る電力供給システム200における電力の供給態様は、停電時及び非停電時共に、第一実施形態に係る電力供給システム1と同様である。

0094

また、太陽光を利用して発電する太陽光発電装置60は、ガスを利用して発電する燃料電池14とは別のエネルギー源を利用するものである。したがって、一方のエネルギー源が利用できない場合であっても、他方のエネルギー源が利用できるため、発電ユニット213において発電電力を確保し易くすることができる。

0095

また、例えば太陽光発電装置60による発電電力のいわゆる固定買取制度がない場合、事業者Pは太陽光発電装置60による発電電力を、学校Sへと電力を供給する価格よりも安い価格で買い取ることもできる。こうして、買い取った電力を学校Sへと売電すると、事業者Pはその差額により利益を得ることができる。

0096

以上の如く、第二実施形態に係る電力供給システム200は、
前記住宅街区T(第一の需要家集合体)には、前記燃料電池14(第一の発電装置)とは別のエネルギー源を用いて発電動作を行う太陽光発電装置60(第二の発電装置)が設置されるものである。
このような構成により、異なるエネルギー源を用いて発電が行われるため、発電電力を確保し易くすることができる。

0097

また、第二実施形態に係る電力供給システム200においては、
前記太陽光発電装置60(第二の発電装置)による前記発電電力を前記事業者Pが前記住宅街区T(第一の需要家集合体)から買い取る買取価格は、前記事業者Pから前記学校S(第二の需要家)への売電価格よりも安く設定されるものである。
このような構成により、事業者Pが利益を得易くすることができる。

0098

以下では、図15及び図16を用いて、第三実施形態に係る電力供給システム300について説明する。

0099

第三実施形態に係る電力供給システム300において、第二実施形態に係る電力供給システム200と異なる点は、住宅街区Tの各住宅Hの発電ユニット313において、燃料電池14及び太陽光発電装置60だけでなく、蓄電装置70を具備する点である。

0100

蓄電装置70は、電力を充放電可能な装置である。蓄電装置70は、電力を充放電可能なリチウムイオン電池やニッケル水素電池、前記電池の動作を制御するパワコン等により構成される。また、蓄電装置70は、燃料電池14及び太陽光発電装置60による発電電力を充放電可能に構成される。

0101

このような構成により、発電ユニット313は、燃料電池14及び太陽光発電装置60による発電電力を適宜充電させたり、放電させたりすることができる。

0102

なお、第三実施形態に係る電力供給システム300における電力の供給態様は、停電時及び非停電時共に、第一実施形態に係る電力供給システム1と同様である。

0103

また、例えば太陽光発電装置60による発電電力のいわゆる固定買取制度がない場合、事業者Pは太陽光発電装置60による発電電力を、学校Sへと電力を供給する価格よりも安い価格で買い取ることもできる。こうして、買い取った電力を学校Sへと売電すると、事業者Pはその差額により利益を得ることができる。

0104

また、燃料電池14による発電電力量を例えば最大とすると、発電ユニット313から出力された電力による余剰電力が、系統電源100へと逆潮流され、学校Sの電力需要に応じて当該学校Sへと供給される。すなわち、学校Sは、電力会社(系統電源100)から電力を買電することなく、前記発電電力(すなわち、事業者Pから買電した電力)により当該学校Sの電力需要を賄うことができる。

0105

また、太陽光発電装置60による発電電力が余剰した場合であっても蓄電装置70に充電させておくことができるため、当該余剰した電力が無駄となるのを防止することができる。また、住宅街区T(各住宅H)から学校Sへの電力の供給が過剰となる場合には、当該過剰となる電力を蓄電装置70に充電させたり、燃料電池14による発電量を低下させたりすることができる。

0106

また、図3に示したように、学校Sの夜間の電気使用量はその他の時間帯よりも小さいため、蓄電装置70は深夜時間帯(比較的安価な深夜電力が供給される時間帯)に系統電源100からの電力を充電すると共に、昼間の時間帯に放電を行うこととしてもよい。こうして、昼間の時間帯に放電が行われて電力が逆潮流されると、ピークシフトや契約容量の削減を図ることができる。

0107

また、停電時には、燃料電池14による発電電力を共用部Cに対して供給し、共用部Cを住宅街区Tにおいて防災拠点(複数の住宅Hの避難場所等)とすることが可能となる。また、その場合、各住宅Hには、太陽光発電装置60による発電電力や、蓄電装置70から放電された電力を使用することができる。

0108

なお、住宅Hは、需要家の実施の一形態である。
また、住宅街区Tは、需要家集合体の実施の一形態である。
また、燃料電池14は、第一の発電装置の実施の一形態である。
また、学校Sは、第二の需要家の実施の一形態である。
また、太陽光発電装置60は、第二の発電装置の実施の一形態である。
また、貯湯ユニット14aは、供給手段の実施の一形態である。

0109

以上、一実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。

0110

例えば、学校Sが蓄電装置や発電装置を具備する構成であってもよい。

0111

また、燃料電池14の所有者は、事業者Pに限定されるものではなく、例えば自治体や施設等であってもよい。

0112

また、第二の需要家は、学校Sに限定されるものではなく、例えば公共施設や、商業施設事務所ビル等であってもよい。

0113

また、事業者Pは、前記電気及びガスに関する契約に基づいて、燃料電池14を各住宅Hに無償で設置するのでなく、通常よりも低廉な料金で設置する場合もある。

0114

1電力供給システム
14燃料電池
14a貯湯ユニット
H 住宅
P事業者
S 学校
T 住宅街区

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